大话设计模式——简单工厂模式

时间：2021-01-14 20:28:41

一、需求

请用Java实现一个计算机控制台程序，要求输入俩个数和运算符，得到结果。

二、初步实现

public class Calculator {
public static void main(String[] args) {
try {
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);

            System.out.print("请输入操作数1：");
double number1 = scanner.nextDouble();
            System.out.print("请输入操作数2：");
double number2 = scanner.nextDouble();
            System.out.print("请输入运算符");
            String operate = scanner.next();

            String result = "";

switch (operate) {
case "+":
                    result = number1 + number2 + "";
break;
case "-":
                    result = number1 - number2 + "";
break;
case "*":
                    result = number1 * number2 + "";
break;
case "/":
if(number2 != 0)
                        result = number1 / number2 + "";
else
                        result = "除数不能为0！";
break;
default:
                    result = "操作符输入错误！";
break;
            }
            System.out.println("运算结果：" + result);

        }catch (Exception e){
            System.out.println("发生错误"+e.getMessage());
        }
    }
}

三、反思

这种实现方式和面向过程思路是一样的，完全没有涉及面向对象的任何特性。同时，写出的程序不容易维护，不容易扩展，更不容易复用。

何谓可维护、可扩展、可复用、灵活性好

  • 可维护:当程序要改动时，只需要更改需要改动的地方，其他部分无需动作；
  • 可扩展:程序需要添加新的功能，可在原基础上直接添加即可；
  • 可复用:此程序实现的功能在其他的地方也可以用；
  • 灵活性好:程序更改移动极为灵活，不受太多限制。

面向对象程序设计

通过面向对象的封装、继承、多态把程序的耦合度降低，用设计模式使得程序更加的灵活，容易修改，便于复用。

四、改进措施

进行封装

计算机程序分为用户的输入操作以及逻辑运算俩部分，将这俩部分进行分离:

  • 运算类
public class Operation {
public static double getResult(double number1, double number2, String operate){
double result = 0.0;
switch (operate) {
case "+":
                result = number1 + number2;
break;
case "-":
                result = number1 - number2;
break;
case "*":
                result = number1 * number2;
break;
case "/":
                result = number1 / number2;
break;
        }
return result;
    }
}
  • 用户操作类
public class Calculator {
public static void main(String[] args) {
try {
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);

            System.out.print("请输入操作数1：");
double number1 = scanner.nextDouble();
            System.out.print("请输入操作数2：");
double number2 = scanner.nextDouble();
            System.out.print("请输入运算符");
            String operate = scanner.next();

            String result = Operation.getResult(number1, number2, operate) + "";
            System.out.println("运算结果：" + result);
        }catch (Exception e){
            System.out.println("发生错误"+e.getMessage());
        }
    }
}

封装完毕，实现运算与输入的分离，这样运算类在其他任何计算机应用程序中我们都可以直接使用，实现可复用。现在，当需要给程序添加其他运算符时，则需要增加switch分支，但是这种方式，却需要加减乘除全部参与编译，并不好。可能这么说觉得没什么说服力，具体看书P8对话。

继承多态

将所有运算符的共同特点抽取出来，并写成基类形式:

public abstract class Operation {
private double number1 = 0;
private double number2 = 0;
public double getNumber1() {
return number1;
    }
public void setNumber1(double number1) {
this.number1 = number1;
    }
public double getNumber2() {
return number2;
    }
public void setNumber2(double number2) {
this.number2 = number2;
    }

public abstract double getResult();
}

其他运算符通过继承的方式来编写，例如加法:

public class OperationAdd extends Operation{
@Override
public double getResult() {
return getNumber1()+getNumber2();
    }
}

这里就是用了继承的特性，对于如何创建这些运算类的实例对象，则需要使用多态的特性。至于创建哪个运算类实例对象，至于将来会不会增加运算类，比如开根号，这是极其容易变化的地方，应该考虑单独一个类帮助我们实例化对象，这就是工厂模式。

五、简单工厂模式

先看代码实现:

public class OptFactory {
public static Operation createOperate(String operate){
        Operation operation = null;

switch (operate){
case "+":
                operation = new OperationAdd();
break;
case "-":
                operation = new OperationSub();
break;
case "*":
                operation = new OperationMul();
break;
case "/":
                operation = new OperationDiv();
break;
        }
return operation;
    }
}

通过提供运算符，工厂构造出对应的运算类实例，通过多态的方式，返回父类引用。最后用户操作这样实现即可。后期我们想要继续增加开根号运算，我们仅需要再写一个开根号运算类继承自Operation类，然后更改工厂类添加生成实例代码。如果需要更改某个运算类的功能，也是十分容易做到的事情，只需更改其中一个类，其他毋须任何变动。

public class Calculator {
public static void main(String[] args) {
try {
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);

            System.out.print("请输入操作数1：");
double number1 = scanner.nextDouble();
            System.out.print("请输入操作数2：");
double number2 = scanner.nextDouble();
            System.out.print("请输入运算符");
            String operate = scanner.next();

            Operation operation = OptFactory.createOperate(operate);
            operation.setNumber1(number1);
            operation.setNumber2(number2);
            String result = operation.getResult() + "";
            System.out.println("运算结果：" + result);
        }catch (Exception e){
            System.out.println("发生错误"+e.getMessage());
        }
    }
}



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